加工中心范文

导语：如何才能写好一篇加工中心，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：VDL-600A型立式加工中心 球阀阀座 CAXA 加工工艺

中图分类号：O441.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（a）-0075-02

球阀是以球体作为开关件的一种阀门，用于流体的调节与控制，在航天、石油化工、长输管线等许多方面都得到了广泛的应用，而球阀阀座主要起到控制阀芯全关位置，是球阀主要关键零件之一，球阀阀座制造工艺对其性能影响很大，所以生产制造出物美价廉的球阀座产品，提高市场竞争力至关重要。

1 球阀座零件分析

球阀阀座主要由两大部分构成，一是上面的半球；另一个是立方块，立方块上面由圆弧过渡、斜边、螺纹孔、深孔等结构组成，球阀座零件图如图1所示。

2 制造工艺分析

（1）外轮廓加工：首先毛坯粗加工，设置加工参数，避免撞刀、断刀、损坏零件或机床；

（2）半球加工：采用球铣刀，分粗、精两步加工；

（3）孔加工：钻孔：首先钻中心孔，再钻底孔，最后扩孔，加工深孔时，需要多次排屑；镗孔：镗孔时转速一般在2000～2600 r之间，在加工过程中不可间断进刀，当镗刀进到位时应首先关上电源再提刀，否则会在工件表面产生一条条线痕。镗孔时最多一次可进刀0.20 mm；

（4）螺纹加工：首先要孔口倒角处理，倒的角应为一个螺距；其次选择铣削螺纹。

3 球阀座加工工艺路线

根据设计计算确定各加工部位加工参数以及选择的刀具，编制的加工工艺路线如表1所示。

4 应用CAXA软件编程与仿真加工

4.1 设置刀具轨迹、加工参数、编程

外轮廓选择平面区域粗加工即可，如图2所示。进刀设置为圆弧进入切削，设置下刀距离的安全高度25，防止发生撞刀的可能。

半球粗加工，选择等高线粗加工，如图3所示，此法适用于不规则型腔或凸模的分层去除大量材料。半球精加工选用的是轮廓导动精加工，其实方法类似等高线加工。

平面轮廓精加工主要在设置加工参数、切削用量数据上区别于粗加工，其加工方式相同。

加工螺纹选择铣削螺纹加工，首先将螺纹孔钻好，必须倒角，在铣螺纹参数里面主要设置好内外螺纹、螺纹旋向、螺纹长度、螺距以及头数，在切削用量里面设置主轴n、下刀v、切削v以及退刀v。

4.2 仿真加工

通过模拟加工能判断刀具的轨迹，能发现刀具是否会撞刀等一些问题，模拟加工的零件图如图4所示。

5 VDL-600A型立式加工中心加工球阀座

采用手工对刀方式。

5.1 对x轴

先将刀移动到工件的最左端或者最右端，留下一点距离即可，将刀往下调节适当位置，再将刀具刚好触碰到工件边缘，将刀抬到安全高度，按下操作面板里pos按钮，输入x，进行x轴清零；然后将刀再摇到另一边，下刀，刀具再刚好触碰到工件边缘，将刀抬到安全高度，看操作面板里此刻x轴的坐标，将数值÷2，反向摇动手轮，摇到计算过后的数值，此刻按下操作面板上的ofs/set键，输入x0，测量，即可确定x轴x0的坐标了。

5.2 对y轴

方法同对x轴。

5.3 对z轴

只要将刀轻轻在工件上端面接触，按下ofs/set键，输入z0，点击测量，即可确定z0的坐标。

加工出的球阀座如图5所示。

6 结语

该文研究设计了应用VDL-600A型立式加工中心加工球阀座加工工艺。设计了球阀座制造工艺路线，使用 CAXA设计制造软件设置刀具轨迹、加工参数、编程，并仿真加工；最后应用VDL-600A型立式加工中心加工球阀座。该文对生产制造出物美价廉的球阀座产品，提高市场竞争力具有实践指导意义。

参考文献

[1] 田萍.数控机床加工工艺及设备[M].北京电子工业出版社，2010.

篇2

教学工作的开展是为了让学生在教师的引导和带领之下不断地增长见识，掌握科学知识，提高学生的专业素养以及各方面的技能，并在教学过程中升华教师的理念，进而推动教学效率的提高。为了达到高效率的教学效果，教师需要在教学的过程中理论联系实际，考虑不同的教学方法及教材的合适性、教学设计的合理性等，从而不断提高学生的学习质量和效率，加快数控加工中心钻孔加工一体化教学的进程。为此，需要充分运用任务驱动教学的思维，并结合一体化教学的方式深入思考，为教学工作的顺利开展做好铺垫。

关键词：

数控加工中心；钻孔加工；一体化教学；教学方案

本文的研究目的是设计一堂适合学生发展，适用于培养学生实践能力的高标准、高质量、高效率的数控加工中心钻孔加工一体化教学课程。

1教学工具

通过运用多媒体、教材及其他辅助工具等实现对课本内容学习的圆满完成，从而不断提高学生的实践操作能力和专业水平，最终促进教学效率的提高。

2教学对象

学生正处在一个身心不断发展、变化的阶段，他们的思想、行为等比较活跃，虽对社会有一定的认知能力，但还需要正确的人生观、价值观和世界观作指引。另外，学生对实际动手操作的兴趣非常浓厚，也具有一定的实践操作能力，但是真正运用所学知识进行操作的能力仍然较差，有待提升。3教学目标教学目标主要为：①让学生在学习过程中掌握操作技能，在学习中了解生活常识，最终提高他们的实践能力。②使学生与教师彼此协同作战。在教学的过程中，要以学生学习为主，教师指导为辅，师生共同努力，营造和谐、积极的课堂气氛。另外，教师在传授知识的过程中，不能只是单一地教给学生专业知识和专业技能，而是要将学生培养成德、智、体、美、劳全面发展的综合型人才，使学生在步入社会后为国家奉献自己的一份绵薄之力。

4教学重点和教学难点

4.1教学重点教学重点就是为教学目标而服务，让学生在不断学习的过程中逐步了解、学习数控加工中心钻孔加工的一些专业知识，并且慢慢地锻炼他们掌握专业知识的能力，快速学习钻孔技术、零部件加工等操作技能。

4.2教学难点让学生在数控加工中心钻孔加工一体化教学过程中逐渐学会运用相应的操作工具和循环指令，及时完成数控加工过程中需要完成的任务，以促进学生实际操作能力的提升，并且使他们时刻保持高度的责任感和强烈的时间观念，从而使他们在这样的思想观念下完成数控加工相关操作。

5教学方法

针对本课程注重实践操作能力、锻炼学生动手能力的特点与发展特性，我们采用了实际操作的方法，即教师布置一项具体的操作作业，让学生在模拟车间实践操作，并让学生在规定的时间内完成工作任务，从而在实践操作过程中不断提高学生的钻孔加工专业技能，提高他们操作的熟练程度，让他们更好、更快地完成工作任务。这样，就可以培养学生的生存技巧，提高其生存技能，为他们在以后的企业发展中占有一席之地赢得先机。

6教学全过程

6.1教师分配工作任务教师把学生带到具体的操作实验车间，让学生自行组合，然后分配具体的工作任务。

6.2自主研究、探讨工作任务在实际操作过程中，应先让学生自主探究，教师在旁边加以引导，然后在车床上进行钻孔技术的实际操作。通过不同的实践操作方式，让学生通过亲自动手操作掌握切割、钻孔时选用哪种刀具，掌握刀具的规格和钻孔缝隙的尺寸等。如此反复实践，师生共同作战，在交流与沟通的过程中逐步达到钻孔加工一体化教学实施的最佳效果。

6.3对工作任务作出总结在完成一系列操作以后，教师需要引导学生不断思考，比如具体该从哪个环节开始，使用哪种工具更合适，哪种钻孔方式更适合钻井工作的开展和企业的发展等。

7布置作业任务

整个教学过程的顺利完成，意味着教学课堂的结束。当然，这还不算全部完成，还需给学生布置一些作业任务，以期不断加深学生对课本知识的理解，提高动手操作的能力，使学生不断探索与追求新的知识。具体的作业内容包括以下三点：①学生要回味并细细地揣摩本节课所学的专业知识，思考自己对哪个环节还掌握得不够，从而不断提升自己的操作技能，有效把握操作的尺度。②认真、客观地填写教师发放的学习报告，不能弄虚作假。这在一定程度上可以检验学生实践操作的能力和对专业知识的了解程度，让学生对自身的情况有个基本的认识。③学生需要自主探索新的知识，自行研究与分析数控加工过程中可能遇到的问题，预估技术含量等。这种新的教学模数能够促使学生不断思考与探索，逐渐提高对自身的要求；培养了学生孜孜不倦追求知识的精神，提高了学生在实践中处理问题的能力。

参考文献

［1］肖建琼.高校计算机公共课课程体系改革探索与实践［J］.教育信息化，2005（10）.

［2］陈丽琼.任务驱动型教学法在中技计算机教学中的应用［J］.教育导刊，2006（04）.

［3］李锋，孙莉.任务驱动式方法在离散数学教学中的运用［J］.计算机教育，2006（03）.

篇3

关键词：加工中心；回转工作台；结构设计

1 回转工作台机械总体结构

数控回转台由转台锁紧装置，组合支承结构（选用转台轴承），蜗轮蜗杆传动装置（剖分蜗杆结构），托板定位与夹紧装置，圆光栅检测装置，分油结构组成。转台锁紧装置的作用：保证转台分度到准确位子时，转台与转台座有足够的刚度。组合支承结构作用：承受转台的静压力又要承受动压力，还要保证较小的摩擦力。蜗轮蜗杆传动装置作用：传递动力和连续分度。托板定位与夹紧装置作用：固定托板，增加刚度。圆光栅检测装置作用：检测旋转位置精度。

2 加工中心转台工作原理

回转工作台有两种状态：工作台进行圆周进给完成切削工作；工作台进行分度工作。数控回转工作台由伺服电动机驱动，采用无级变速方式工作。所以定位精度主要由控制系统决定。

（1）圆周回转进给

回转工作台的运动由伺服电机接联轴器，带动蜗轮蜗杆系统，使工作台旋转。当数控回转工作台接到数控系统的指令后，首先松开回转台部分的油缸刹紧装置进而松开刹紧片。然后启动交流伺服电机。按数控指令确定工作台的回转方向、回转速度及回转角度大小等参数。

（2）定位分度过程

刹紧油缸内油压减小到不足于克服蝶形弹簧4的弹力时，由于回转台3是固定不动的，缸体5在蝶形弹簧弹力作用下抬起，刹紧片7与缸体3分开，不再产生刹紧力。刹紧油缸缸体与刹紧片脱离后，交流伺服电机经联轴器连接蜗轮蜗杆，从而带动回转台回转。当圆光栅尺12确认转动到位后，回转台停止转动。刹紧油缸进油，回转台刹紧，分度过程完成。

3 托盘的定位与夹紧装置设计

加工中心转台与托板的锁紧装置结构如图3-1所示，在此结构中，定位锥销4、定位锥套l组成结构完成该装置的定位功能；夹紧拉爪2、钢珠3和活塞6的活塞柄组成的结构完成该装置的夹紧功能。该结构依靠四处锥销及销套的圆锥曲面、平面定位.利用夹紧拉爪以及钢球在活塞杆的凹槽中随活塞杆运动，在液压油的作用下进行工作台的夹紧，定位点与夹紧点重合。

当装夹好待加工工件的托盘运行到工作区准备连接NMC夹紧前，气压通过气路5供给，进行各定位圆锥面及夹紧结构的清洁。此时托盘开始落下，在此过程中，锥销锥套进行自导向，当四套定位锥销与定位锥套的锥面紧密结合时，定位夹紧完成。

控制系统接收到定位完成信号后，进行油路7的液压油供给，活塞在油压的作用下而向下运动，夹紧拉爪因受到钢珠向下的推力产生弹性变形而向下拉抻扩张，最终上端定位锥销与定位锥套靠紧，完成托盘被夹紧的动作。工作时由以下三种状态循环出现：

（1）准备状态：

托盘准备进入时（托盘准备搬出时），油路8有油压活塞处在上端，气路5处于供给状态，喷气口喷气，清洁定位锥面及夹紧结构，防止碎屑进入结构。油路7处在释放状态，此时活塞杆在油压作用位于其行程最上端位置作用下，钢珠3处在活动状态。

（2）定位状态：

托盘在落下（或抬起）过程中，油路8的油压、气路5的气压保持供给状态，销套与锥销的定位园锥面及定位平面留有适当的缝隙，以防止表面被划伤或因切屑滞留而挤死工作台的现象，从而保持精度。

（3）夹紧状态：

托盘准备夹紧时，液压系统油路8处在释放状态，油路7加液压，活塞在液压油作用下向下运动，钢球随着活塞柄移动，在向下运动期间，坚硬的钢珠3表面压紧拉爪2上端斜面，把定位锥套拉向定位锥销定位圆锥面。当气路中的气压达到一定的值时，气压传感器发出信号，从而托盘完成中心定位与夹紧的动作。

4 锁紧装置设计

转台锁紧装置的作用：保证转台分度到准确位子时转台与转台座有足够的刚度。此设计是由液压力提供锁紧力，而恢复自由运动所需要的松开力由蝶形弹簧的变形力提供，回转体上的刹紧液压缸直接顶紧，用刹紧液压缸的缸体与刹紧片的摩擦力来锁紧。锁紧力计算过程如下：已知输入油压，液压缸活塞面积是环形面积：

S=π（r12-r22）

液压缸顶紧力：F1=P・S；

液压缸锁紧力：Fr=F1μ；

其中P为输入油压，S为液压缸活塞面积（环形面积，外圆半径为r1，内圆半径为r2），摩擦系数为μ

5 转台轴承选取

与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦力小，功率消耗少，启动容易等优点。在选用上要考虑轴承的承载能力以及与轴承的安装、调整、、密封等问题。本文考虑到轴承各个方面的误差会直接传递给加工工件时的加工误差，因此选用调心性能比较好的精密转台圆锥滚子轴承。此类轴承可以是将双向推力轴承与一个向心球YRT精导轴承紧固在一起，这些快速安装的预单元具备极高的刚性和承载能力，并且有特别高的旋转精度。

6 蜗轮蜗杆设计

（1）蜗杆传动的类型

根据蜗杆的形状，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。圆柱蜗杆传动，按蜗杆轴面齿型又可分为普通蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动。

普通蜗杆传动多用直母线刀刃的车刀在车床上切制，可分为阿基米德蜗杆（ZA型）、渐开蜗杆（ZI型）和法面直齿廓蜗杆（ZH型）等几种。

车制阿基米德蜗杆时刀刃顶平面通过蜗杆轴线。该蜗杆轴向齿廓为直线，端面齿廓为阿基米德螺旋线。阿基米德蜗杆易车削难磨削，通常在无需磨削加工情况下被采用，广泛用于转速较低的场合。

车制渐开线蜗杆时，刀刃顶平面与基圆柱相切，两把刀具分别切出左、右侧螺旋面。该蜗杆轴向齿廓为外凸曲线，端面齿廓为渐开线。渐开线蜗杆可在专用机床上磨削，制造精度较高，可用于转速较高功率较大的传动。

（2）蜗杆传动的特点

①传动比大，结构紧凑。单级传动比一般为10-40（

（3）蜗杆传动结构设计及尺寸参数

蜗轮蜗杆副的回程误差是影响工作台精度的重要因素。本文设计的蜗杆传动结构，将蜗杆分为两部分，一部分为空心套，另一部分为蜗杆，空心套与蜗杆通过胀紧套固定安装，使蜗杆与蜗轮左右工作面始终处在啮合状态，不存在反向间隙所以无论正转，反转都不会产生回程误差。为了保证蜗杆和蜗轮左右工作面的啮合，就需要对这两工作面施加预紧力，他们是由蜗杆两端的止推轴承提供，同时达到消除间隙的目的，因此能够减小机械部件对回转台精度的影响。

蜗轮参数：当量模数mk=2.44，当量压力角ask=16.174°，齿数Z=120，当量圆直径d2k=292.8，当量圆齿厚Sz=3.84±0.15，精度等级5h，蜗轮材料ZQSnl0-1-2，蜗杆头数Z1=2工作面模数ms=2.3833工作面压力角as=10.5°，非工作面模数ms=2.385，工作面压力角as=20°，材料31CrMoV9

7 转台其他部分设计

托盘功能：承重以及作为基准，要满足装夹方便等，通常转台托盘设计为正方形。托盘面采用T形槽，便于装卸零件。

转台的密封：回转部分的采用循环喷油，可以冲掉传动过程中齿轮啮合区的磨粒、减少磨损、延长使用寿命、对涡轮蜗杆进行很好的冷却与等。密封装置：为防止工作过程中切屑与杂质进入旋转台，回转部分与下箱之间要用密封圈封好。

结论

本文对加工中心回转工作台关键部分进行结构设计，尤其是蜗轮蜗杆副结构上的创新，使得机械部分对转台精度的影响降至最低。

参考文献

篇4

【关键词】加工中心；主轴；故障分析；维修措施

0.引言

加工中心是高速、高精密、高自动化、结构异常复杂的先进加工设备，在现代制造业生产中发挥着巨大的作用，一旦发生故障，极大的影响企业的生产效率，虽然加工中心都具有着很好的故障自诊功能，在加工中心发生故障时大部分都会有报警信息提示，但有时候加工中心的故障是综合形式的，没有报警信息，无法区分是机械问题、电气问题，还是液气压问题、CNC系统，需要维修人员具有较多的知识和综合判断能力和丰富的维修经验。本文根据生产实践经验，对加工中心常见的主轴故障进行了详细的分析，并提出了相应的维修措施，为加工中心的维修和维护提供了有效的借鉴。

1.加工中心主轴的常见故障分析

加工中心的主轴通常使用伺服调速电动机调速，其结构相对简单，但是加工中心有刀具自动夹、和切屑自动清除装置以及主轴准停装置，常见的主轴故障也多发生在这些部位，下面对其进行具体的分析。

1.1主轴发热、旋转精度下降问题

故障发生的现象：加工出来的工件孔精度偏低，圆柱度很差，主轴发热很快，加工噪声很大。

故障原因分析：经过对机床主轴长期观察可以确定，机床主轴的定心锥孔在多次换刀过程中受到损伤，主要损伤原因是使用过程中换刀的拔、插到失误，损伤了主轴定心孔的锥面，仔细分析后发现主轴部件的故障原因有四点：（1）主轴轴承的脂不合要求，混有粉尘杂质和水分，这些杂质主要来源于该加工中心用的没有经过精馏和干燥的压缩空气，在气动清屑时，粉尘和水气进入到主轴轴承的脂内，导致主轴轴承不好，产生大量热河噪声；（2）主轴内用于定位刀具的锥形孔定位面上有损伤，导致主轴的锥面和刀柄的锥面不能完美配合，加工的孔出现微量偏心；（3）主轴的前轴承预紧力下降，导致轴承的游隙变大；（4）主轴内部的自动夹紧装置的弹簧疲劳失效，刀具不能完整拉紧，偏离了原本位置。

针对以上原因，故障处理措施：（1）更换主轴的前端轴承，使用合格的脂，并调整轴承游隙；（2）将主轴内锥形孔定位面研磨合格，用涂色法检测保证与刀柄的接触面不低于90%；（3）更换夹紧装置的弹簧，调整轴承的预紧力。除此之外，在操作过程中要经常检查主轴的轴孔、刀柄的清洁和配合状况，要增加空气精滤和干燥装置，要合理安排加工工艺，不可使机器超负荷工作。

1.2加工中心的主轴部件的拉杆钢球损坏问题

故障发生的现象：主轴内刀具自动夹紧机构的拉杆钢球经常损坏，刀具的刀柄尾部锥面也经常损坏。

故障原因分析：经研究发现，主轴松刀动作与机械手拔刀动作不协调，具体原因是限位开关安装在增压气缸的尾部，在气缸的活塞动作到位时，增压缸的活塞不能及时到位，导致在夹紧结构的机械手还未完全松开时就进行了暴力拔刀，严重损坏了拉杆钢球和拉紧螺钉。

故障处理措施：对油缸和气缸进行清洗，更换密封环，调整压强，使两者动作协调一致，同时定期对气液增压缸进行检查，及时消除安全隐患。

1.3主轴部件的定位键损坏问题

故障发生的现象：换刀声音较大，主轴前端拨动刀柄旋转的定位键发生局部变形。

故障原因分析：经过研究发现，换刀过程中的巨大声响发生在机械手插刀阶段，原因是主轴准停位置有误差问题以及主轴换刀的参考点发生漂移问题。加工中心通常采用霍尔元件进行定向检测，霍尔元件的固定螺钉在长时间使用后出现了松动，导致机械手插刀时刀柄的键槽没有对准主轴上的定位键，故而会撞坏定位键；而主轴换刀的参考点发生漂移可能是CNC系统的电路板发生接触不良、电气参数变化、接近开关固定松动等，参考点漂移导致刀柄插入到主轴锥孔时，锥面直接撞击定心锥孔，产生异响。

故障处理措施：调整霍尔元件的安装位置，并加防松胶紧固，同时调整换刀参考点，更换主轴前端的定位键。除此之外，在加工中心使用过程中要定期检查主轴准停位置和主轴换刀参考点的位置变化，发生异常现象要及时检查。

除此之外，加工中心还会发生一些其他的故障，在进行维修时，要本着先后内部、先软件后硬件、先机械后电气的原则，根据加工中心的相关资料和加工工艺，对故障进行仔细的检查，逐步缩小故障范围，最后确定故障原因，在可行的范围内提出处理措施并记录下来供以后维修使用。

2.结论

加工中心主轴是加工中心的核心部件，在使用过程中要对它细致的维护和保养，对于一些常见的机械故障要通过日常的检查及时发现并处理，减少加工中心的故障停机次数和维修时间，保证加工中心日常运转，延长加工中心的使用寿命，为企业的生产节省成本。

【参考文献】

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关键词 加工中心 MELDAS M64系统第四轴 参数设定

根据公司开发新产品的需要，现有的三轴加工中心已经不能满足产品加工的要求，需要对加工中心增加第四轴，下面通过实例介绍三菱MELDAS M64系统加工中心增加第四轴的具体设置与操作方法。

1、CNC分度盘的部分参数

公司购置的CNC分度盘（台湾谭兴精工企业有限公司制造）部分参数（表1）。

2、伺服放大器的安装

将MDS-B-SVJ2-20伺服放大器安装于加工中心电器柜内，安装完毕后，重新调整伺服放大器的轴编码开关，顺序依次为：X轴0、Y轴1、Z轴2、第四轴3、S主轴4。图1为第四轴伺服放大器接线示意图（虚线部分）。

3、CNC参数设定

硬件连接完毕后，打开加工中心电源（此时会出现“Y03辅助轴未安装”报警），然后进行相关参数的设定。

（1）第四轴启用参数设定

按下CNC机床功能选择键“MONITOR” 菜单键“PLC开关”，显示“PLC开关”画面（图2）。输入#（8），按下“INPUT”键，则对应开关的标志向上，表示PLC8号开关处于ON状态。输入#（20），按下“INPUT”键，使对应开关的标志向下，表示PLC20号开关处于OFF状态。

按下CNC机床功能选择键“TOOL/PARAM” 菜单键“加工”，显示“加工参数”画面。输入#8201（轴取出），将第四轴参数设定为1，则在“MONITOR”画面将显示第四轴，第四轴名称是由#1013（轴名称）参数设定的，可按用户要求设定，这里设定为“A”轴。

（2）准备（机械）参数设定

按下CNC机床功能选择键“TOOL/PARAM” 菜单键“准备”，显示“开启准备参数”画面。为防止误操作，同时使显示更简化，系统的基本参数通常隐藏在准备参数中。通过画面上开启准备参数的对话框的操作，可显示准备参数（图3）。

在#（）中，键入“Y”键，再按“INPUT”键。菜单画面将显示隐藏的机械参数菜单。选取所需的菜单，设定相关的机械参数（表2）。准备参数设定后，通常需要关闭电源。

注：以上参数需与分度盘参数相匹配，部分参数可根据用户需要设定，参数内容参阅《报警/参数说明书》。

4、气油压转换器安装

利用M40、M41（要求机床厂家开启需要的M指令）指令控制气油压转换器来实现第四轴的夹紧和松开。注意要确认输出给分度盘电磁阀松、夹用的电压是110V还是24V。具体的接线方法根据机床的电气图而定，这里不做详细介绍。

注：当M40夹紧分度盘时，执行分度盘旋转动作，机床会出现M01操作错误报警。

5、调试

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关键词：数控机床；数控中心；系统设计；人性化设计

中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：2095-6363（2015）12-0082-02

1数控加工中心概述

数控加工中心是一套综合性的机电一体化产品，它涵盖技术范围较广，其中包括信息处理技术、电子技术、计算机技术、检测技术及测量技术等多项先进技术。数控加工中心具备高精度、高效率、高稳定性、高适应性、高度开放性、高智能性等特征，这使其在机械制造行业普及面愈来愈大[1]。相对于欧美发达国家而言，我国数控加工中心研发起步较晚，但近年来取得了较大的进展。数控加工中心最初由普通机床演变而来，通过计算机控制实现生产自动化。从产业发展角度来看，数控机床增强了基础管理，改变了生产方式，扩大了利益链，对于行业整合以及产业链结构调整而言都具有重要的意义。在技术不断迭代的情况下，数控机床的主轴转速、进给速度及识别率水平均有了大幅度提升。现代数控机床系统在保持数控补偿功能的同时，还加入了传感器系统，可对温度、空间误差进行补偿，进一步提升了定位精度。目前，多数数控机床定位极度可达1um，重复定位精度高达0.5um[2]。数控系统是决定数控加工中心可靠性的关键部分。目前，主流的数控系统均采取模块化方式构建，结合不同的需求，可筛选不同功能的模块进行自由化组合。除基础加工功能外，人机交互水平较以往有了大幅度提升，同时还具备了负载识别功能、编程功能、自动保护功能等[3]。强大的计算能力保证了系统运行的稳定性，基于柔性化与智能化特征，让数据信息集成度有所提升，进一步提高了生产效率。

2数控系统设计分析

本研究中，数控加工中心设计具体如下：主轴1个，工作台交换装置1个，进给轴4个，刀库1个，排屑器1个。进给轴包括三维方向的X轴、Y轴及Z轴及环绕轴B轴，具体如图1所示。其中，X轴、Y轴以螺母不动丝杠方式进行旋转，Z轴以螺母旋转丝杠不动的方式旋转。三根丝杠安装时一端为固定端，另一端为自由端。由于Y轴为垂直移动轴，将电磁制动器置于其尾端，可保持机床功率维持正常状态。于丝杠带轮位置设置一个安全刹车装置，可有效避免工作台出现自由下落。丝杠自由端处安装一个机械挡块，避免部件滑动而脱离极限位置。将主轴变动箱设计为人工调速与手动调速共存（分4个挡位）。利用感应开关对主轴位置进行定向，采取液压驱动销钉锁定定位。刀库可根据实际需求进行自由选择，由直流电机带动。系统设计需满足以下几点要求：便于拆装、维护；对恶劣环境具有较好的抵抗力，工作环境区间为0至45℃，可在湿度不超过75%的情况下稳定工作；具备保护电路；可读取PMC信号、功能指令；具备高速DNC功能。加工中心控制系统主要设计为以下模块：显示模块、主轴控制模块、储存器模块、电源模块、测试模块、进给轴控制模块等。通过这些模块的共同调节，达到上述要求。

3数控中心人性化设计分析

数控系统设计过程中，如何实现人性化是一个难点，以下通过工作台设计、显示器设计及控制器设计对其进行阐述。

3.1工作台设计

工作台是人机交互过程中的重要界面，设计时需考虑使用者舒适度。中小型机床数控中心加工时间较短，作业姿势多为站姿；大型机床数控机床中心加工周期较长，作业姿势以坐姿为主。考虑到上述情况，可将工作台设计为站、坐两用式。可在控制台下部增加踏脚板，达到较高坐姿操作的要求。控制元件设定在人手可及范围内，控制台本身应当留出充足的阙量作为操作者活动空间，预留水平台面作为文件书写区域。安装显示设备时结合视觉几何参数进行设定，使操作者可对显示信息进行清晰辨别。

3.2显示器设计

显示器是实现人机交互的重要窗口，其视觉元素会对人机关系产生直接影响。在设计这些视觉元素的过程中，除了需要满足显示精度、显示稳定性等硬性指标需求外，同时还要使其与人的视觉生理特征相吻合。从人机工程学角度来看，应当遵从“机器适应人”的原则。将显示面板设计为多面形，当显示信息量较大时，可减少边缘处的观察偏转角度，降低眼球旋转范围，为使用者眼睛“减负”。将显示器面板置于使用者正前方，面板平面与使用者视线保持垂直，降低使用者的头部运动频率与眼球运动频率。显示器设计为动态可调节模式，通过动态支架对显示器位置进行调整，从而满足不同体型使用者的需求。仪表盘色彩以白色背景、黑色字体进行设计，降低数据误读率。人体工程学认为，人眼运动与认知习惯具有密切的关联。为满足这种潜在性需求，在设计过程中，要让功能分区排列保持一定的逻辑关系，常用信息置于显示器中心位置，其他功能信息以重要程度不同，依次由中心向周围扩散且各功能区可采取不同颜色分界或不同颜色背景以示区别。

3.3控制器设计

尽管数控系统可让机床中心实现自动化生产，但依然会避免不了基础人工操作。系统的调试、参数设定等通过控制器达成。因此，控制器的人性化设计从侧面反映出了系统对操作人员的亲和力。控制器主要分为三类，即按压式控制器、旋钮及脚控制器。按压式控制器是最为常见的控制器类型，其工作原理为典型的二进制，即“开”与“关”，在控制器按下的瞬间已经实现了击发动作，并将信号传递于设备，使其工作。由于数控机床功能多样，采取按压式控制器这种直接性操控方式，可有效降低误控几率。旋钮控制器选择多倍旋转旋钮，此类旋钮连续性较强，旋转范围较大，便于旋转。外形以锥台形为主，可与操作者手形相贴合，周围可设计为齿纹，起到增加摩擦力的效果。脚控制器主要是缓解手部操作负荷，以脚踏板较为常见，起到辅作用。

4结语

目前，机械制造加工正朝着自动化、智能化方向发展。在这个过程中，数控系统发挥了重要的作用，为实际生产提供了有力支持。数控中心作为一个综合性产品，除了需要数控系统支持外，还需充分考虑将人性化设计元素赋予其中，通过对人机交互的不断完善，为使用者提供更好的操作感受。

参考文献

[1]罗敏.HCFHD80A卧式加工中心控制系统设计[J].伺服控制，2008（03）：40-42.

[2]黄敏高，万勤.西门子840Di数控系统在CW630卧式加工中心改造中的应用[J].制造技术与机床，2008（04）：149-151.

篇7

关键词：热轧剪切；MES；研发

前言

首钢京唐钢铁联合有限责任公司目前共建设了 2 条热轧带钢生产线。热轧生产线设计能力 940 万t/a，每年共 438.23 万t热轧钢卷通过铁路、汽车、海运运出。为了带钢配送满足更多的用户需求、增加带钢产品附加值，公司决定建设热轧带钢剪切加工中心。剪切加工中心共包括1条30万t横切线、1条40万t横切线、1条酸洗线及1条罩退线。首先进行试生产的是30w万吨横切线。

热轧带钢剪切加工中心MES系统（以下简称剪切加工中心MES系统）是热轧带钢剪切加工中心工程的信息化配套工程。配套中心MES系统的核心功能是建立产销一体化系统，把钢铁企业的生产和销售一体化，由信息化系统来综合平衡、优化设定生产销售的模式，由信息化系统来进行生产计划排程，最终目的是实现企业效益最大化。

剪切加工中心MES系统另外一个核心功能是质量管理和控制，通过质量标准，质量设计，质量追踪，质量判定，质量分析，实现在线过程质量控制和管理，最大限度地满足客户订单质量要求，支持新钢种的开发，实现产品质量的持续改进。对生产线的横切、罩退、酸洗等各工序进行一贯质量设计，同时根据生产过程数据和实绩数据能够判定生产过程中发生的异常的品质，及时发现产品质量问题，达到对产品质量的全面掌控。

1 工艺简介

依据市场上越来越多高强板需求，带钢剪切加工中心横切机组需要能够生产出高强钢板。40万t横切机组为采用德国 SUNDWIG公司先进技术，可剪切屈服强度 1250MPa的高强钢板；30万吨横切机组由国内自主集成，可剪切屈服强度 850MPa钢板； 酸洗机组则采用国内最先进的推拉式酸洗技术，生产出高质量的热轧酸洗钢卷；另有罩式退火机组，除生产罩退卷之外，部分罩退卷还作为横切线的原料，可加工为热轧罩退横切板。工艺流程示意图如图1所示。

2 系统架构

热轧带钢剪切加工中心MES系统的系统框架如图2所示。

从纵向上，剪切加工中心MES分为3层：分别为生产计划层、作业计划层和生产执行层。上层对下层具有指导作用，层次越高，时间周期越长，层次越低则相反；上层的输出即为下层的输入，下层计划调度不能得到满意解时返回上一层重新调整控制参数进行求解，然后再往下进行，层与层之间构成反馈闭环系统。

在生产计划层，主要制订生产和质量计划，包含订单管理、生产计划管理。它是以销售订单为原始数据，经过质量设计和材料设计将其转换为生产订单，根据生产订单交货期、物料计划和各主要生产工序的生产能力情况，制订能力计划和短期生产计划。根据生产计划制定能源需求计划。

在作业计划层，主要依据生产计划层下达的生产计划，进行各产线排程/排序，制定各产线的作业计划。一般为日班作业计划。作业计划层还包括质量管理的质量跟踪和能源管理的能源平衡计划。

在生产执行层，把产线排序结果转换为生产指令（PDI）向生产线L2下达，并收集各种生产实绩信息，该层为在线实时调度系统，需要与生产线不断交换信息。实时监控生产过程的各种设备状态、工艺运行参数、计划执行情况、物流情况等，并进行生产状态判断；当发现生产异常或故障时对生产过程进行干预和调整，使生产能够重新顺利进行。

在生产执行层还包括质量管理的质量判定和能源管理的能源调度。仓库运输管理系统是管理和协调钢卷、板包的库管理，以及相关的运输作业指令，以协作生产执行系统完成物流调度，成品库管理根据ERP下达的发货计划进行配车和发货。实验室管理系统（LIMS）接收检化验指令，并把检化验结果上传给质量管理模块，进行质量判定。

3 系统功能

热轧带钢剪切加工中心的生产组织的对象包括两条横切产线，以及酸洗和罩退线，同时在上下游的产线之间还存在协作生产的可能性。在这种情况下，需要由信息系统来协调和帮助业务人员实现对于生产的组织：（1）根据业务规则对订单进行技术展开，为订单选择工艺约束允许的工艺路线和设备。（2）能够对系统内的生产能力进行计划，为订单选择合适的产线，这种选择还应该可以根据生产实际情况的变化进行调整。（3）将产线选择和平衡结果发送给执行系统，由其执行生产。（4）将生产执行的结果与订单进行匹配并将结果反馈给ERP系统。

系统的功能主要包括质量管理、计划管理、生产控制管理、仓储运输和综合管理5个模块。

3.1 质量管理

技术展开模块接收ERP系统下达的计划订单，计划订单中包括基本的销售订单的客户要求和产品信息，并提供基本的工艺路线和物料清单信息。

技术展开模块根据预先配置的工艺参数对计划订单进行技术展开，形成最终的生产订单，生成后的生产订单包括如下内容：（1）基本的产品要求；（2）可用工艺路线；（3）每个工序的可用设备；（4）面向各个工序和设备的物料形变信息；（5）PDI等其他信息

在上述信息中，前面4项信息是与后续的产线平衡和分配有直接的关联。除了基本的业务要求外，对于后续的业务操作，技术展开需要满足：（1）能够根据基本的原料和成品的规格品种要求，为生产订单选择可用的工艺路线和设备组。过滤掉无法使用的工艺路线和设备组。（2）如果因为工艺路线的不同而使得物料形变有所不同，技术展开应该在相应的设备和工艺路线中指出其中的差异。

3.2 计划管理

MES计划系统接收到技术订单展开后的生产订单，将生产订单存入相应对应逻辑中。

（1）生产计划管理

在计划员配置了产线能力参数、工厂日历后，系统可以根据目前产线的能力，考虑订单的交货期，来自动分配订单所在产线。这个结果是一个参考值。此订单上的物料最终在哪条产线上面生产，取决于最终此物料被编入哪条产线的序列里面。

（2）作业计划管理

轧制序列的创建在作业计划中完成，作业计划在创建轧制序列时，可以充分考虑当前系统产线前的可用物料，并可以自由地在可用的产线前选择所有当前类型产线可以使用的物料。通过这种方式，用户可以自由的确定产能分配的结果，同时在产线情况发生变化的时候，还可以随时地进行调整。在创建序列成功后，将序列发送到MES生产执行系统。其中的信息包括为MES生产执行系统指明序列对应的工厂和产线信息。

3.3 生产控制管理

MES生产执行系统在接收到产线序列后，根据产线序列中指定的产线来匹配执行，并根据需要与对应的订单进行匹配。

在生产完成后，MES生产执行系统要将产出结果与相应的订单匹配。如果在某一工序的产出完成后，还需要确认其后续的生产步骤，以便对物流等信息进行协调。

根据ERP的要求，组织产出信息，并发送给ERP系统。

3.4 仓储运输

仓储运输系统主要分为两个部分：

（1）仓储系统

仓储系统主要包括钢卷入库、钢卷倒垛、钢卷投料、钢卷卸料、厂际间转储、生产与销售间转库、废料管理、运输工具管理、库跨区位配置管理、成品发运、历史信息查询、库存查询与统计、天车指令管理、质保书打印、成品标签打印、报表管理和图形化仓储功能。

（2）天车系统

天车指令模块：接收仓储系统发来的天车作业指令，并指导天车工完成吊装作业，待天车工完成吊装指令或发现吊装指令有误时，在天车管理系统上可确认指令完成情况。

天车定位模块：定位模块根据定位设备传来的物理地址转换成库内的逻辑地址以达到辅助天车工精准吊装的目的。

3.5 综合管理

根据首钢京唐公司产线发展需求，结合热轧带钢剪切加工中心产线的投产，在现有LIMS平台基础上，拓展轧钢分析中心及综合管理区功能，完善LIMS平台，为剪切加工中心MES和ERP系统提供服务。

结合目前实时数据采集平台，采用OPC SERVER和采集器相结合的方式，采集厂际间能源数据和工序生产数据，为生产管控中心展示平台和计量专业管理提供依据。

收集物资计量和能源计量数据，进行分析、整理、各维度统计，为计量专业管理提供服务。

4 系统实现

系统采用北京首钢自动化信息技术有限公司信息事业部的SGMES升级版架构，该架构使用J2EE+Flex技术，其技术特点为：（1）通过服务层的抽象，简化IT的繁杂基础架构，允许业务人员通过业务组件去组合应用。（2）使用标准的技术与接口，兼容异构系统，在组织级内实现标准的服务调用方式。（3）构建可重用、可组合的业务服务组件，通过松耦合接口方式支持业务变化。

以该架构为原型，结合首钢京唐公司的轧钢业务组件，使用XQL语言在系统中对各个业务功能的输出内容进行配置。如图3所示。

在具体的业务功能界面，通过对已配置的XQL表达式的调用，则可根据业务需求实现具体的业务逻辑，以订单概览功能为例，其功能界面如图4所示。

5 结束语

本文对首钢京唐公司热轧带钢剪切加工中心MES系统进行介绍。该系统于2011年11月上线。目前，30万t横切产线正在进行试运行，该MES系统为产线的试车与正式投用提供了有效的系统支撑和保证。该系统实现了业务组件的可配置与可组装性，在业务发生变化时，只需要在线更改业务组件配置，即可以实现变化的业务需求，系统响应用户需求的能力被大幅提升。同时，系统对从订单下传、产品生产到成品发货的整个生产管理流程进行了全生命周期的有效跟踪和管理，为产线未来的达产和稳产、产品质量的跟踪和提升提供了有效的保障，并具有很大的推广价值。

作者简介：

刘木刚，1980年3月出生于辽宁抚顺。工程师。2003年7月获得昆明理工大学热能工程学士学位，2012年1月获得北京科技大学冶金工程硕士学位。现为首钢京唐公司制造部生产计划统计处生产组织负责人，负责炼钢、热轧、冷轧生产以及配套项目的生产组织、信息化系统的推进完善等工作。

牛巍，1979年10月出生于河南郑州，籍贯：黑龙江尚志市。工程师。2005年4月毕业于北京科技大学机械电子工程专业，获工学硕士学位。现为北京首钢自动化信息技术有限公司信息事业部MES项目经理，主要从事炼钢及轧钢MES系统的业务咨询和项目管理工作。

篇8

[关键词] 夹具 加工中心 对刀

一、对刀的基本轴

所有零件加工的对刀都有X轴，Y轴，Z轴。它们构造了零件加工的中心。是零件的加工的必要条件。在加工中心中，X轴确定零件加工的水平方向，Y轴确定零件加工的在水平面垂直于水平方向，Z轴是竖直方向。X与Y构成一个平面用G17表示，X与Z构成一个平面用G18表示，Y与Z构成一个平面用G19表示。当然还有些先进的机床它们还有绕各自轴旋转的轴。它们都是一些四轴，五轴联动，甚至六轴联动。在这我们重点研究三轴联动。还有些需要夹具进行辅助来对刀。对于加工要求高的零件）

二、夹具

所谓夹具是指：使夹具相对于机床、相对于机床上的刀具、相对于机床刀具的切削成型运动，处于正确的空间位置的过程。

1.夹具相对于机床、相对于机床的切削成型运动间的位置正确性，即夹具在机床中的安装问题。

2.夹具的对刀，即夹具定位系统相对于刀具的预定位置正确性。

3.夹具的转位分度及其分度位置的准确对定。

三、机床夹具的作用

机床夹具之所以能够在生产中得到广泛应用，与它在生产中所起的 重要作用密不可分。机床夹具的主要作用可以归纳为以下几方面：

1.保证工件的加工精度

夹具的设计和应用注重于保证工件的可靠定位和稳定装夹，可使同一批工件的装夹结果几近一致，各工件间的加工条件差异性大为减小。所以，采用夹具可以在保证工件加工精度的基础上极大地稳定整批工件的加工质量。

2.提高劳动生产率

依靠夹具所设置的专门定位元件和高效夹紧装置，可以快速而准确地完成工件在加工工位上的定位和夹紧，省去对工件逐个找正调整的装夹过程。大大缩短了工件的装夹辅助工时，这对于大批量生产的工件，尤其是对外形轮廓较复杂、不易找正装夹的工件，效果就更家明显。

3.扩大机床工艺范围

使用专用夹具可以改变机床的用途，扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可以将车床作为拉床使用；附加靠模装置便可以进行仿行车削或铣削加工，以充分发挥较大的作用。

4.改善工人劳动条件

采用夹具后，使工件的装卸方便而快捷，减轻了工人的劳动强度。对较重的箱壳及大型工件，设计夹具时往往同时要考虑工件的工位时间流动输送装置及本工序的初始定位。为保证工人生产安全，夹具设计还需要考虑必要的防护装置，加之现代化的气动、液动及自动化机械手等装备的使用，无疑使工人的劳动条件大为改善，劳动强度大大降低。目前，现代化的加工自动线已经达到管理无人化程度，即输送、装夹、加工、卸料全部自动化，使得操作工人可以从繁重的劳动中彻底解脱出来。

5.降低对操作工人的技术等级要求

夹具的应用使得工件的装夹、操作大为简化，使得一些生产技术并不熟练的技术工人有可能胜任原来只能由熟练技术工人才能完成的复杂工件的精确装夹工作。因此，自动、高效夹具的应用，可以相应地降低对操作工人的装夹技术要求。

四、简单的三轴对刀

例如加工一个平面零件。如图是一个简单的三轴零件加工。

分析如图是个长方形毛坯：

上表面是要加工的面需要将Z轴的零点确定在零件的上表面这样便于零件的加工

X轴和Y轴是非常好确定的我们只要按照在G17平面内水平方向为X轴，垂直于水平方向的为Y轴

1.我们首先确定X轴利用加工中心三种坐标系的关系，先让主轴正转通过手摇轮将刀具在X轴方向上与工件的一端轻轻的碰后迅速的将Z轴抬起，在相对坐标系里将这一点归零，然后要到X轴的另一侧同样的与工件轻轻的相碰后抬刀，看相对坐标系里的数值，通过口算除二得出的数值，通过手摇轮摇到这个数值后，将该点的X值设为0。

2.对Y轴按照对X轴的方法对Y轴。

3.当对好X，Y轴后就开始对Z轴这时我们通过手摇轮朝Z 轴的负方向移动，当接近于工件表面时将进给倍率调小打开切削液，耳朵听切销声将该点设为Z轴的零点。如果毛坯不平可将Z轴的零点在朝下偏移一点。

就这样这个零件的工件坐标零点就设好了，下面我们就可以按照正确的程序进行加工。

五、较为复杂的零件加工

分析：该零件为两面加工一次加工不可以成型需要多次对刀，而且用到多把刀具加工，所以对刀时要注意点。孔也比较多，要保证个孔的同轴度，所以我们要先加工下面一个面，首先要保证大多数孔的同轴度。

拿到毛坯看毛坯是否光滑平齐，如果不平我们要先将毛坯四周铣平。

1.通过垫块装夹零件将零件压平，然后开始对X轴通过上面内容将X 轴对好。

2.接着就是Y轴，这也非常简单和上一样。

3.Z轴的对刀，这和简单零件的对刀方法一样。

第一面的零点坐标设好以后就开始加工第一个面，都是一些孔系加工，通过G81，G85的指令就可以将孔系加工好。但要注意两个较大的孔的加工。

考虑到同轴的要求，两个较大孔的下孔要留点加工余量，在第二个面上加工。

零件的二次装夹，加工第二个面。

这次我们要注意点，我们可以以留有余量的孔对刀。

方法：

1.通过手摇轮，主轴正转将刀具移到孔的大致中心位置，将Z轴降到零件表面下方。通过手摇轮先确定孔中心X 轴的坐标，手摇轮打在X轴，位移X，轻轻碰到孔壁一侧将该点的相对坐标设为零。在摇到另一侧轻轻的碰一下。记住相对坐标里的数值，除2得的数值移动到该孔的X 轴的中心。

2.不移X轴，通过手摇轮在确定Y轴的孔的中心，按照确定X轴的方法。

3.找到孔的中心坐标后抬刀，将该点的X轴，Y轴的相对坐标都归0，根据图中孔相对于工件中心的尺寸移动到零件的中心位子，然后将该点的位置X、Y轴的坐标设为0。

4.X、Y轴确定好以后，就还有Z 轴，这是非常容易的事，难题已经解决，Z轴只要将刀具下降到与工件有一点切削时设为Z 轴为0。

5.加工球面时我们要换刀，换刀后我们又要对Z轴，难题又出现了，但不用担心方法很简单，我们只要找一张薄纸，一只手拿着纸放在工件上来回移动，另一手摇动手摇轮控制Z轴的移动量。当Z轴的压住薄纸，使薄纸来回动不了，在抬一格又可以来回移动，那么这就移动到住薄纸的一点，将这点设为Z轴的零点。

这样该零件的加工就完成了。当然我们也可以使用机床夹具进行更为精确的定位，那样零件的加工精度就会提高。在实际生产中我们要根据不同的要求与经济要求合理选择加工定位装置。

结束语

对刀在加工零件中是必不可少的加工路径。对刀的方法种类有很多种。本文中介绍到的方法很实用也很简单明了，还有许多更精确的方便的对刀方法等着我们去研究学习。相信该对刀方法在我们的生产实践中一定可以发挥很重要的作用。

参 考 文 献

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【关键词】数控；刀具；种类；切削用量

机械制造业作为中国重工业的一个类别，一直以来在我国的国民经济中占有重要的地位，其中金属的铣削、切割加工技术是一种最基本最可靠地精密金属的加工手段。在机械、电机、电子等各种现代产业部门中，精密铣削技术都发挥着重要的作用。谈到铣削技术，必不可少的就是进行机械加工的机床以及直接进行实际切削操作加工的刀具。刀具的精确与否是推动金属切削加工技术发展的一个极为活跃而又十分关键的因素，可以说切削加工技术发展、革新的历史就是刀具发展的历史，由此可见在精密铣削技术中刀具的精确十分的重要。

刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。研究掌握数控车铣加工中心的铣削功能，对于形状复杂以及精度要求很高的回转体零件的精密加工，提升我单位数控精密加工能力，具有很重要的现实意义。

一、数控铣加工常用刀具的主要类型

数控铣加工刀具种类很多，主要包括铣削刀具和孔加工刀具两大类。这些种类的刀具都在积极的向标准化、通用化和模块化的方向发展，其目的主要是为了适应当前数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，满足高效和特殊的铣削技术要求。其中根据刀具结构数控铣加工常用刀具可分：（1）整体式；（2）镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又分为不转位和可转位两种；（3）特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。根据刀具制造所采用的材料可以分为：（1）高速钢刀具；（2）硬质合金刀具；（3）金刚石刀具；（4）其它材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。根据刀具的切削工艺可以分为（1）车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；（2）钻削刀具，包括钻头、铰刀，丝锥等；（3）镗削刀具（4）铣削刀具等。

二、如何选择加工中心刀具的类型

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。生产中，被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据。

1、铣削刀具的选用。通常情况下，在加工球面类的零件时，为了使刀具的刀刃和加工轮廓在切削点相切，避免切削刀刃与工件的轮廓相互发生干涉，一般都采用球头刀，粗加工时采用两刃铣刀，半精加工和精加工时采用四刃铣刀；铣削比较大的平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀；铣削小平面或台阶面时一般采用通用铣刀；铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。

2、数控机床孔加工刀具的选用。数控机床孔加工一般情况下没有钻模，钻头的刚性和切削条件通常较差，受钻头的刚性和切削条件的影响，所选用的钻头直径D应满足L/D≤5（L为钻孔深度）的条件；钻孔前要先用中心钻定位，保证孔加工的定位精度；精绞前可选用浮动绞刀，绞孔前孔口要倒角；镗孔时应尽量选用对称的多刃镗刀头进行切削，以平衡镗削振动；尽量选择较粗和较短的刀杆，以减少切削振动。在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。

3、切削速度的确定。进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。在轮廓加工中，在接近拐角处应适当降低进给量，以克服由于惯性或工艺系统变形在轮廓拐角处造成“超程”或“欠程”现象。确定进给速度的原则：1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100～200mm/min范围内选取。2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20～50mm/min范围内选取。3）当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在20～50mm/min范围内选取。4）刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以选择该机床数控系统给定的最高进给速度。

4、背吃刀量（或侧吃刀量）的确定。在保证加工表面质量的前提下，背吃刀量（ap）应据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。

精密铣削技术在机械、电机、电子等各种现代产业部门中都发挥着重要的作用。刀具的精确与否是推动金属切削加工技术发展的一个极为活跃而又十分关键的因素，直接影响着企业生产的质量与企业的发展，由此可见在精密铣削技术中刀具的精确是十分的重要的因素。

【参考文献】

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关键词：加工中心；管理；维护保养

随着科学技术的快速发展，以及社会经济的进行对现代机械制造技术提出了更多新的要求。这对加工设备不但要求通用性和灵活性，而且也对它提出精密度和高效率的规定。针对这种规定应运产生了数控加工中心这种新型自动化机床。数控加工中心是机器、电脑、自我掌控、测量等多样技术的联合体，是统一化、主动化水准高，构造繁琐，技术高端，价格昂贵的精细装备，是一类对工件实施多程序加工，刀库双管齐下自动换取刀具的数控机床。所以，管理及维护保养数控加工中心是相当重要的。

在当下工业制造业中，数控机床，加工中心等适合多种类，小范围生产的先进设备接踵而至，品种、数目众多的数控加工中心，在数控加工车间中就占领了重要位置。在规模庞大的企业中，加工中心由各个子厂家亦或子车间各自主动管理，不免还有很多欠缺，这篇文章对数控车间的加工中心管理体系做了细致的解析和论断，着重对数控加工中心的管理及维护保养探讨和解释，建立了数控加工车间中基于数据库的加工中心管理系统。

1 数控加工中心概括

数控加工中心是运用数字信号掌控机床运动，还有它的加工过程。数控加工中心主要由伺服驱动装备、数控装备、衡量反馈装备和机床本体四大部分构成。

数控装备成为数控体系的中心。伺服驱动装备是数控装备与机床主机之间的连结环节，伺服驱动装备采纳数控装备数据点的密化生成的进给脉冲信号，通过扩大驱动机床主机的履行体系，完成机床活动。

机床本体是由基础件组成，它是数控机床的中心。它不但要经受包含切削力在内的各类力，而且还要完成由数控装备掌控的各种运动，所以机床本体务必保障有足够的刚度、优良的几何精度、小的热变形，这样才能高效的确保数控机床的加工效率。

2 数控加工中心的管理

保障生产的质量，安全生产还有有效利用资源的核心是加强管理数控加工中心。在数控加工中心的初级装设还有调动时段就该做好数控加工中心的约束。数控装备从来到厂安装试运行阶段起就应随时做好设备的状况备案，包含控制系统规格、制造商、主轴伺服单位和伺服单位的参数、功能还有接电千的常例技能目标。相对于同类别的数控机床，就算是体系一样，因为生产厂家差异，它的操作界面也会各有差异，操纵方式有着不同。车间工人在操纵数控机床前，务必查看机床操作章程以及有关说明书，操纵时要仔细，及时洞察机床的运行，出现反常，即刻停车查验。另外，正当地操纵是保证零件加工质量还有预防事故发生的特别保证，其中对数控加工中心的维护档案经管是贯穿始终的，应区分备案修理检测点在通常状态下的电平和波形，与此同时该把制造商给予的数控规格及PC规格与CRT上呈现的实际参数一一对比，如存在差异应在参数表中表示，设备调试运转正常后，立刻通过RS-232口，用电脑上独用的数控体系通讯软件PC软件将数控体系规格及PC步骤复制到可移动介质上，编排号码存档。对数控加工中心的备件约束也是不可小觑的，数控系统的配件要因地制宜地拟定往往一些易损的电气元件，例如各类水平的可以熔断的机器、电子刷，以及常出障碍的大功率板块和印制电路板等都应该装配。之所以对导致对购置的数控体系的备用印制电路板，要预期装到数控柜中通电运作一段时间。是因为印制电路板持久歇工就会出障碍。数控机工中心的管束的中心是数控加工中心的生产经管，探求与拟定一套适合企业发展，与实际情况相符的管理方法是不可或缺的。当代化的生产管理条件对数控机床的生产经管践行专业化经管。经管者应知道数控机床生产的特征和掌控各协同环的节奏，莫把经管普通机床的办法照抄到数控机床上。下传制造命令时，对它的工艺文献、数控步骤、工装夹具、工量设备、质量掌控卡等配备齐全后以及工件一并传到加工机床，这样工作人员在熟知加工步骤后快速进入生产。

3 数控加工中心的维护保养

机电一体化的典范产品之一就是数控加工中心，对它的维护保养要有科学地经管，有方案、有目标的拟定相应的章程规范。优良的维护保养工作促使数控加工中心长久持续常规的技术情况，以此保障工件的加工质量，提升工作功效，降低歇工亏损及保养费用。之所以数控体系的保护是数控加工中心的保养的核心，是因为数控体系是数控加工中心的中央零件。应当按期查验电控制柜上的轴流风扇或热交换器的运转状态，保障电控柜的表里实行空气流通，预防风道阻塞导致柜内温度超高而引起体系不能靠得住的运作；尽量减少开电气控制柜门，工作车间飘荡的尘埃、金属和油雾灰尘落在电控柜上轻易引起元器间绝缘电阻降低，从而出现障碍；数控体系储存规格用的存储器运用CMOS器件，储存的实质在体系断电时靠支撑电池持续，每年应该变换一次支撑电池，从而保证系统体系常规运作，且电池的替换应在CNC系统接通电源状态下实行；按期把备用印刷线路板安装到CNC体系上通电运转，以防线路板长时间搁置受潮显露阻碍；数控体系长久搁置，很轻易受潮出现故障，应常常给系统通电，在机床锁定的状态下，空运转加工程序，运用电气元件自身的发热来驱逐湿气，保障电气元件功能的稳固牢靠。在通常数控加工中心运转的同时，还需要关注它的一些重点零件的维护。冷却体系、体系、液压体系的查验，内部油量和切削液的含量是不是充足，液压系统的压力是不是足够，关联到工件或加工中心的咬合力是不是充足。主轴运转是不是正常有没有异常声音，可查验壳体部分的温度变化。各个轴间的路程限位开关、急停开关活动是不是寻常，如果手动压制限位开关的滑动轮的时候，CRT会报警显现表明限位开关异常。对付CMOSRAM能充电电池的查验，当发现其电压减到不是常规值，就应该在体系接通电源情况下实行更换，还有各个冷却的电风扇是不是常规运行等。遇到数控加工中心持久搁置歇工时，也应该按期实行养护。最开始应常常给体系通电，在机床锁定不动的状态下让它空运转，使用电器元件自身的发热赶跑数控柜内湿气，以保障电子元器件的功能稳固牢靠。实际可得，通常搁置歇工的数控加工中心，启动时常常容易发生各种阻碍。假如搁置时间时段很长，应将直流电机电刷拿到外面，避免因为化学腐蚀毁坏换向器。

4 结束语

数控加工中心展现出目前世界机床技术发展的趋势，它会是权衡机械制造工艺水准的重点目标，在柔性生产和计算机集成制造等高端制造技术中起着核心的基础中心影响。在使用中对高昂的数控加工中心实行经管及维护保养也是目前高技能人才应当具备的能力之一。经过有效地管理，侧重引起数控加工中心功能的原因，经过给这种高精密、高效果且又高昂的装备创造良好优良的工作处境，实行准确地运作，给予合理地维护，能保证其优越的工作，以此确保产品质地，尽量表现机床的功效，提升企业经济效率，促使企业的不断发展。

参考文献